“加速下一代量子计算时代到来”……UNIST Son Changhee教授团队成功通过合成氧化钴薄膜实现量子涨落调控
无需量子纠错的计算机实现可能性提升，论文刊登于《Science Advances》
有研究结果显示，作为下一代量子计算核心材料而备受关注的量子自旋液体，有望在钴基蜂窝结构氧化物中得以实现。
UNIST（校长 Park Jongrae）物理学系 Son Changhee 教授与江原大学（校长 Jeong Jaeyeon）半导体物理学系 Kim Heungsik 教授组成的联合研究团队，成功在钴基蜂窝结构氧化物中增强了量子涨落。这是全球首次确认该体系中具备实现量子自旋液体的可能性。
普通磁体在温度降低时，电子自旋会发生有序排列，这类似于水结成冰。然而，量子自旋液体即使在极低温下，自旋也不会发生有序排列，而是保持类似液体的状态。这种全新的物质状态有望加速超高速量子计算机和创新通信技术的开发。
研究团队将钴基蜂窝结构氧化物制备成薄膜，并成功控制了其晶体结构的形变。通过增强量子涨落，将自旋有序化温度降低到原来的二分之一以下，从而证明了控制晶格扭曲是增强量子涨落的关键参数。
1973年诺贝尔物理学奖得主 Philip Anderson 教授曾提出量子自旋液体的存在可能性，但一直难以实现。主要原因在于，大多数量子自旋候选材料中量子涨落不够强，难以抑制自旋有序化。
Son Changhee 教授表示：“通过本次研究，我们证明了薄膜结构可以有效调控量子自旋液体候选材料中的自旋相互作用。如果能够以薄膜形式实现量子自旋液体，那么有望实现无需量子纠错的拓扑量子计算机。”
本次研究结果已于2024年7月5日在线发表在《Science Advances》上。研究获得了科学技术信息通信部、韩国研究财团以及浦项加速器研究所的资助。
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